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三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究_孙超.pdf
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1、1262023 年第 5 期三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究孙 超(晋能控股集团山西三元煤业股份有限公司,山西 长治 046000)摘 要 针对三元煤矿中央风井存在风流出口粉尘浓度严重超标问题,对原风流净化系统进行研究,提出中央风井风流净化系统优化改造方法,形成了中央风井风流净化系统“一体化”改造技术。中央风井排出粉尘浓度达到“良”的级别,有效解决回风井粉尘污染问题,可为类似粉尘污染超标矿井的净化系统改造提供借鉴。关键词 煤矿;回风井;风流净化;高压清洗;监测监控中图分类号 TD724 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.05.041Rese
2、arch on the Transformation Method of the Central Air Shaft Purification System in Sanyuan Coal MineSun Chao(Jinneng Holding Group Shanxi Sanyuan Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Changzhi 046000)Abstract:In response to the serious problem of excessive dust concentration at the air flow outlet in the cen
3、tral air shaft of Sanyuan Coal Mine,a study was conducted on the original air flow purification system,and an optimization and transformation method for the central air shaft air flow purification system was proposed,forming an integrated transformation technology for the central air shaft air flow
4、purification system.The dust concentration discharged from the central air shaft reaches a good level,effectively solving the problem of dust pollution in the return air shaft,and providing reference for the renovation of purification systems in mines with similar dust pollution exceeding standards.
5、Key words:coal mine;return air shaft;air flow purification;high pressure cleaning;monitoring 孙 超:三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究 孙 超:三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究 1 三元煤矿中央风井概况矿井通风是井下安全生产的前提和保障,而风井回风流中往往含有大量的粉尘,沉降后会造成周围土壤重金属污染1-3,还会造成严重的大气污染4-6。三元煤矿中央风井配有两台 FBCDZN028 型矿用防爆抽出式对旋轴流通风机,功率为 2450 kW,风机的额定风量为 600013 800 m3/min,风压
6、11504000 Pa。目前,风机运行频率 30 Hz,风量3900 m3/min,负压 900 Pa。在回风源热泵装置运行状态下对中央风井风流出口粉尘浓度(PM2.5、PM10)进行测量,结果见表 1。根据 2012 年制定发布的环境空气质量标准(GB 3095-2012),规定24 h平均一级35 g/m3为优,二级 75 g/m3为良,高于 75 g/m3就达到了污染收稿日期 2022-11-02作者简介 孙超(1988),男,河北沙河人,2011 年毕业于太原理工大学安全工程专业,本科,工程师,研究方向:煤矿一通三防。标准。因此,回风井粉尘排放浓度严重超标。表 1 改造前中央回风井粉尘
7、浓度次数1234PM2.5/(g/m3)217227302302PM10/(g/m3)309310420430湿度/%85.584.886.886.8温度/13.013.112.912.9针对三元煤矿中央风井粉尘排放严重超标的问题,研究从初级雾化系统、过滤净化装置、高压清洗装置、监测监控系统四个方面,对中央风井净化系统进行改造。2 中央风井净化系统改造方法2.1 雾化系统改造对原雾化系统进行升级改造,在风源热泵系统出口处安装雾化水管,雾化喷头共 60 只(特制雾化喷嘴),共计 10 排,每排 6 只喷嘴,喷雾角度1272023 年第 5 期孙 超:三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究 孙 超:
8、三元煤矿中央风井净化系统改造方法研究 90,用水量共计为 186 L/min。每一排雾化水管受独立阀门控制,可随时开启、关闭。该喷嘴具有雾化角度大、雾化粒径小等特点,主要针对呼吸性粉尘设计。喷头采用不锈钢材质,使用寿命长、不易结垢。雾化水管连接有水压表、流量计,能够实时将压力、流量数据传输至监测中心。影响喷嘴喷雾性能的关键参数有喷嘴腔体长径比和喷嘴直径。依据喷嘴性能和喷雾性能影响因素,建立喷嘴流场有限元仿真模型如图 1、图 2。图 1 喷嘴三维效果图 图 2 喷嘴的流场流线图仿真结果表明:腔体长径比对雾化效果影响较大,过大或过小的腔体长径比都不利于出射水流的雾化,一般取 0.10.4 的开区间
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